JP5618880B2 - 画像処理装置、画像処理方法並びに画像処理プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、画像信号における周期的パターンに応じた空間周波数成分を抑制する画像処理装置、方法およびプログラム、特に放射線画像において、撮影に使用されたグリッドに起因する周期的パターンを抑制する画像処理装置、方法およびプログラムに関するものである。
従来より、放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射するとこの放射線エネルギーの一部が蓄積され、その後、可視光やレーザ光などの励起光を照射すると、蓄積された放射線エネルギーに応じて輝尽発光光が発光される蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、例えば支持体上にこの蓄積性蛍光体を積層した蓄積性蛍光体シートに人体などの被写体を透過した放射線を照射することにより、放射線画像情報を一旦蓄積記録し、この蓄積性蛍光体シートにレーザ光などの励起光を照射して、輝尽発光光を生じさせ、この輝尽発光光を光電変換して画像信号を得る放射線画像読取装置がCR（Computed Radiography）として、広く実用に供されている。
ここで、上述した蓄積性蛍光体シートなどに被写体の放射線画像を撮影記録する際に、被写体により散乱された放射線がシートに照射されないように４本／mm程度の細かなピッチで放射線の透過しない鉛等と透過しやすいアルミニウムや木材等とが交互に配置されたグリッドを被写体とシートとの間に配置して撮影を行うことがある。グリッドを用いて撮影を行うと被写体により散乱された放射線がシートに照射されにくくなるため、被写体の放射線画像のコントラストを向上させることができるが、このグリッド像が含まれた画像を拡大縮小すると、拡大縮小率に応じて折り返しによるエリアジングが生じる。さらに、エリアジングがグリッド像等の空間周波数と重なると、細かな縞模様（モアレ）が生じ、再生画像が見難いものとなってしまう。そこで、グリッド像やモアレなどの周期的パターンの方向と周期的パターンに対応する空間周波数成分を検出し、検出された方向に周期的パターンに対応する空間周波数成分を除去する方法が要求されている。
特許文献１には、このような周期的パターンを画像から除去する方法として、画像の縦横２方向に対して高域通過フィルタによるフィルタリング処理を行い、フィルタリング結果の分散値を縦横２方向について算出し、分散値の比率によりグリッド像が存在する方向を検出する方法が記載されている。
また、特許文献２には、水平方向と垂直方向について周波数パターンのピークを検出し、水平方向および垂直方向の両方で周波数パターンのピークを検出した場合に、ピークの大きさが所定のしきい値より大きい方向をグリッド像の方向として判断する方法が開示されている。
また、特許文献３には、画像データに２次元フーリエ変換を施し、周期的パターンに対応する空間周波数成分を検出し、検出された空間周波数成分のみを除去するフィルタによりフィルタリング処理を行う画像処理方法が開示されている。
ここで、このような周期的パターンは、画像の水平方向または垂直方向に対して平行に存在する場合だけでなく、画像の水平方向または垂直方向に対して傾いて存在する場合がある。しかし、特許文献１乃至２に記載された方法では、水平方向または垂直方向のいずれか一方の方向に周期的パターンが存在することを検出するものであって、周期的パターンの傾きを正確に検出することはできない。
また、特許文献３に記載された方法によれば、２次元フーリエ変換により周期的パターンに対応する空間周波数成分を検出するため計算負荷が高く、より少ない計算負荷で周期的パターンの傾きを正確に検出する方法が求められている。
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、比較的小さい計算負荷で周期的パターンの傾きを検出することができる画像処理装置および画像処理方法ならびに画像処理プログラムを提供することを目的とする。
本発明による画像処理装置は、画像に含まれる周期的パターンの傾きを、複数の方向について検出された周期的パターンに対応する周波数成分により特定する画像処理装置であって、前記画像を表す画像信号から第１の方向および／または前記第１の方向と異なる第２の方向について、前記画像の被写体成分を粗除去するために前記被写体成分を含む低周波数成分を除去する被写体成分除去フィルタを用いて１次元フィルタリング処理を行うことにより被写体成分除去済信号を取得する被写体成分除去手段と、前記被写体成分除去済信号から前記第１および前記第２の両方向について前記周期的パターンに対応する周波数成分の検出を行う周期的パターン検出手段とを備えたことを特徴とするものである。
本発明による画像処理方法は、画像に含まれる周期的パターンの傾きを、複数の方向について検出された周期的パターンに対応する周波数成分により特定する画像処理方法であって、前記画像を表す画像信号から第１の方向および／または前記第１の方向と異なる第２の方向について、前記画像の被写体成分を粗除去するために前記被写体成分を含む低周波成分を除去する被写体成分除去フィルタを用いて１次元フィルタリング処理を行うことにより被写体成分除去済信号を取得し、前記被写体成分除去済信号から前記第１および前記第２の両方向について前記周期的パターンに対応する周波数成分の検出を行うことを特徴とするものである。
本発明による画像処理プログラムは、画像に含まれる周期的パターンの傾きを、複数の方向について検出された周期的パターンに対応する周波数成分により特定する画像処理プログラムであって、コンピュータを、前記画像を表す画像信号から第１の方向および／または前記第１の方向と異なる第２の方向について、前記画像の被写体成分を粗除去するために前記被写体成分を含む低周波成分を除去する被写体成分除去フィルタを用いて１次元フィルタリング処理を行うことにより被写体成分除去済信号を取得する被写体成分除去手段と、前記被写体成分除去済信号から前記第１および前記第２の両方向について前記周期的パターンに対応する周波数成分の検出を行う周期的パターン検出手段として機能させることを特徴とするものである。
上記「周期的パターン」とは、原画像が含む周期的なパターンを持ったノイズを意味する。例えば、上記グリッドを利用して放射線画像を蓄積性蛍光体シートに撮影したときに原画像に含まれるグリッド像やモアレ等を意味する。
ここで、「第１の方向と異なる第２の方向」とは、周期的パターンの傾きを特定できる程度に第１の方向に対して一定以上の角度をなすものであればいかなる方向であればよく、好ましくは、第２の方向が第１の方向に対してより直交する角度に近いもの程好適である。
また、上記被写体成分除去手段は、水平方向または垂直方向など所定の１方向にのみ被写体成分を含む低周波数成分を除去するものであってもよく、複数の方向に低周波成分を除去するもので合ってよい。
また、被写体成分除去フィルタにより除去する低周波数成分の範囲は、被写体成分を含むものであれば任意の範囲に設定してよい。さらに、前記被写体成分除去フィルタは、前記画像信号から前記第１の方向および前記第２の方向の少なくとも一方について検出された周期的パターンに対応する周波数成分より低い周波数成分を除去する高域通過フィルタであってもよく、前記画像信号から前記第１の方向または前記第２の方向の少なくとも一方について検出された周期的パターンに対応する周波数成分を含む空間周波数成分を抽出する帯域通過フィルタであってもよい。
また、前記被写体成分除去フィルタは、前記画像信号から前記第１の方向および前記第２の方向のうち、より顕著な前記周期的パターンに対応する周波数成分の周波数スペクトルのピークを有する一方について、該方向について検出された前記周期的パターンに対応する周波数成分より低い空間周波数成分を除去するものであり、前記周期的パターン検出手段は、前記被写体成分除去済信号から前記第１の方向および前記第２の方向のうち少なくとも他方について、前記周期的パターンに対応する周波数成分を検出するものであってもよい。
ここで、「より顕著な周波数スペクトルのピークを有する」とは、周期的パターンに対応する周波数成分であることがより明確に把握できる特徴を有するものであればいかなる方法で判断してもよく、例えば、複数の方向ごとに検出された周波数スペクトルのピークのうち、各ピークと近傍の周波数スペクトルに対する周波数スペクトルの差が最も大きいものをより顕著であると判断してもよい。
また、本発明における画像処理装置において、前記第１および第２の両方向について検出された前記周期的パターンに対応する周波数成分を抑制する１次元のフィルタリング処理を、前記第１および前記第２の両方向について前記画像に対して施すことにより、前記画像の周期的パターンに対応する周波数成分を抑制する抑制手段をさらに備えることが好ましい。
また、本発明における画像処理装置において、前記第１および前記第２の両方向について周期的パターンに対応する周波数成分が検出された場合に警告する警告手段をさらに備えることが好ましい。
なお、上記の場合、警告はユーザに識別可能に警告するものであればいかなる方法でもよく、例えば、音声によるものでも視覚的手段によるものでもよい。
本発明の画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムによれば、画像信号から第１の方向および／または第１の方向と異なる第２の方向について、画像の被写体成分を粗除去するために被写体成分を含む低周波成分を除去する被写体成分除去フィルタを用いて１次元フィルタリング処理を行うことにより被写体成分除去済信号を取得し、被写体成分除去済信号から第１および第２の両方向について周期的パターンに対応する周波数成分を検出するため、低周波数成分を粗除去することにより低周波数帯域に含まれる被写体成分によって周期的パターンの周波数スペクトルのピークが検出しにくくなることを低減し、被写体成分除去済信号により好適に周期的パターンに対応する周波数成分を検出できる。また、被写体成分除去処理および周期的パターンの検出処理を１次元フィルタリング処理により実行するため、比較的小さい計算負荷で好適に周期的パターンに対応する周波数成分を精度よく検出することができる。この結果、検出した画像の傾きに基づいてモアレ等の周期的パターンを好適に除去することができ、画像診断に適した高品質な画像を得ることができる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。尚、以下の実施の形態では、本発明における周期的パターン抑制処理装置を放射線画像読取装置に用いた場合について説明するが、デジタルカメラ等を用いた通常撮影において網戸やブラインド等を介して撮影した際に撮影画像に含まれる周期的パターンを抑制するための画像処理装置等に用いられてもよい。尚、放射線画像読取装置は、蓄積性蛍光体シートに記録された人体の放射線画像をレーザビーム走査によりデジタル画像信号として読み取るものである。
図１は放射線画像撮影装置の概略図である。放射線源１から放射された放射線２は、被写体３を透過して静止グリッド（以下、単に「グリッド」と表記する）４に到達する。グリッド４は放射線２を吸収する鉛４ａと、放射線２を透過するアルミニウム４ｂとが例えば４本／ｍｍ程度のピッチで交互に配置されているものである。また、放射線２がアルミニウム４ｂを透過して蓄積性蛍光体シート１１に入射するように鉛４ａは位置に応じて多少傾きを変化させて設置されている。
従って、被写体３を透過した放射線２は、鉛４ａに吸収されて蓄積性蛍光体シート１１への到達を遮られる一方で、アルミニウム４ｂを透過して蓄積性蛍光体シート１１に到達する。蓄積性蛍光体シート１１には被写体像と共に４本／ｍｍの縞模様状のグリッド像が記録される。一方、被写体３内で散乱された散乱放射線２ａは、位置に応じて傾きを持って設置された鉛４ａによって吸収され、又はグリッド４の表面で反射するため、蓄積性蛍光体シート１１には到達しない。従って、蓄積性蛍光体シート１１は散乱放射線２ａの照射の少ない鮮明な放射線画像を記録することができる。図２は、図１に示した放射線画像撮影装置を用いて撮影した際に蓄積性蛍光体シート１１に蓄積記録された被写体像５とグリッド像６の放射線画像の一例である。
図３は、放射線画像読取装置の斜視図と機能ブロック図を組み合わせた図である。読取部１０の所定位置にセットされた蓄積性蛍光体シート１１は、駆動手段（不図示）によって駆動されるエンドレスベルト等のシート搬送手段１５によって、例えば走査ピッチ１０本／ｍｍで矢印Ｙ方向に搬送（副走査）される。一方、レーザ光源１６から発せられた光ビーム１７は、モータ２４により駆動され矢印方向に高速回転する回転多面鏡１８によってｆθレンズ等の集束レンズ１９に向けて反射される。光ビーム１７は集束レンズ１９を通過した後、ミラー２０によって蓄積性蛍光体シート１１に向けて反射される。蓄積性蛍光体シート１１は光ビーム１７によって副走査方向（矢印Ｙ方向）と略直角な矢印Ｘ方向に主走査される。
蓄積性蛍光体シート１１において光ビーム１７が照射された箇所からは蓄積記録されている放射線画像情報に応じた光量の輝尽発光光２１が発散される。輝尽発光光２１は光ガイド２２の入射端面２２ａから入射し、光ガイド２２内の内部を全反射を繰り返して出射端面２２ｂから出射する。出射された輝尽発光光２２はフォトマルチプライヤ２３によって受光されて光電変換され、アナログ画像信号Ｓａに変換される。
アナログ画像信号Ｓａはログアンプ２６によって対数的に増幅された後、Ａ／Ｄ変換器２８において空間周波数ｆｓ＝１０ｃｙｃｌｅ／ｍｍに対応するサンプリング間隔でサンプリングされてデジタル化され、デジタル画像信号Ｓｄ（以下、単に「画像信号Ｓｄ」と表記する）を出力する。この画像信号Ｓｄは、図４に示すように、蓄積性蛍光体シート１１に対して主走査方向（横方向）に光ビーム１７を走査させながら蓄積性蛍光体シート１１を副走査方向（縦方向）に移動させることにより蓄積性蛍光体シート１１を２次元走査して得られた放射線画像情報を示す。尚、このようにして得られた画像信号Ｓｄには、被写体３に対応する放射線画像５の情報の他に、グリッド４に対応するグリッド像６の情報も含まれている。
画像信号Ｓｄは一旦記憶部２９に記憶された後、画像信号処理部３０に入力される。画像信号処理部３０は本発明における画像処理方法を実行するための画像処理装置４０を備えている。
図５Ａは第１の実施の形態の画像処理装置４０の処理の流れを表す図である。図６は第１の実施形態による被写体成分除去特性を表す図であり、図７Ａ、７Ｂおよび７Ｃは、本実施形態による周期的パターン検出処理を説明するための図である。図７Ａ、７Ｂは、それぞれ被写体成分除去済信号Ｓｈを高速フーリエ変換して得られた周波数スペクトル（垂直方向周波数スペクトルＰｙ、水平方向周波数スペクトルＰｘ）をそれぞれ示している。また、図７Ｃは検出された周波数成分ｐｘｍ、ｐｙｍにより周期的パターンの傾きが示されている。図５Ａおよび図６乃至図７Ｃを用いて、本実施形態による画像処理装置４０について以下説明する。
図５Ａに示すように、本実施形態の画像処理装置４０は、画像を表す画像信号から第１の方向（水平方向）および／または第１の方向と異なる第２の方向（垂直方向）について、画像の被写体成分を粗除去するために被写体成分を含む低周波成分を除去する被写体成分除去フィルタ（図５ＡにおいてはＨＰＦ）を用いて１次元フィルタリング処理を行うことにより被写体成分除去済信号を取得する被写体成分除去手段４１と、被写体成分除去済信号Ｓｈから第１および第２の両方向について周期的パターンに対応する周波数成分の検出を行う周期的パターン検出手段４２と第１および第２の両方向について検出された周期的パターンに対応する周波数成分を抑制する帯域除去フィルタＢＳＦを用いて１次元のフィルタリング処理を、第１および第２の両方向について画像に対して施すことにより、画像の周期的パターンに対応する周波数成分を抑制する抑制手段４３を備えるものである。
本実施形態における画像処理プログラムと画像処理プログラムが参照するデータは、インストール時に記憶部２９に記憶され、起動時に記憶部２９に含まれるメモリにロードされる。画像処理プログラムは、画像処理装置４０を構成する画像信号処理部３０の中央処理装置に実行させる処理として、被写体成分除去処理と、周期的パターン検出処理と、抑制処理とを規定している。そして、プログラムの規定にしたがって、中央処理装置が上記各処理を実行することにより、画像信号処理部３０の中央処理装置は、被写体成分除去手段４１、周期的パターン検出手段４２、抑制手段４３として機能する。
図６は、本実施形態の被写体成分除去処理に用いる高域通過フィルタＨＰＦの例を示す図である。被写体成分除去手段４１は、図６に示すような高域通過フィルタにより水平方向に周波数ｆｘ以上および垂直方向に周波数ｆｙ以上の周波数成分を通過させる１次元フィルタリング処理を行い、被写体成分除去済信号Ｓｈを取得する。
周期的パターン検出手段４２は、図７Ａ、図７Ｂに示すように、取得された被写体成分除去済信号Ｓｈについて、水平方向および垂直方向について周波数解析を行い、周知の方法により、各方向についての周波数スペクトルのピークを周期的パターンに対応する周波数成分ｐｘｍ、ｐｙｍとして検出する。そして、図７Ｃに示すように、検出された周波数成分ｐｘｍ、ｐｙｍにより周期的パターンの傾きが特定される。
本実施形態における抑制手段４３は、検出された周期的パターンに対応する周波数成分ｐｘｍ、ｐｙｍを含むように周知の方法により周期的パターンを抑制するための通過帯域特性を決定し、決定した通過帯域特性に基づいて水平方向および垂直方向にそれぞれ１次元の帯域除去フィルタＢＳＰを生成し、画像信号Ｓｄから帯域除去フィルタＢＳＰによるフィルタリング処理によって周期的パターンを抑制した処理済信号Ｓｐを抽出する。そして、この処理済信号Ｓｐに対応する画像がモニタ等の表示手段（不図示）に表示され、又はプリンタ等の出力手段（不図示）に出力される。
本実施形態によれば、被写体成分除去手段４１が低周波数成分を除去することで、低周波数帯域に含まれる被写体成分によって周期的パターンの周波数スペクトルのピークが検出しにくくなることを低減し、被写体成分除去済信号により好適に周期的パターンに対応する周波数成分を検出できる。また、被写体成分除去処理および周期的パターンの検出処理を１次元フィルタリング処理により実行するため、比較的小さい計算負荷で好適に周期的パターンに対応する周波数成分を精度よく検出することができる。この結果、検出した画像の傾きに基づいてモアレ等の周期的パターンのみを好適に除去することができ、画像診断に適した高品質な画像を得ることができる。
図８Ａ、図８Ｂは上記実施形態と同じ画像信号Ｓｄに対して周波数解析を行って周波数スペクトルを算出し、周波数スペクトルに基づいて周期的パターンの検出する方法を説明する図であり、それぞれ水平方向および垂直方向に画像信号Ｓｄを高速フーリエ変換して得られた周波数スペクトルを示している。この方法では、図８Ａに示すように、垂直方向において低周波数帯域に周期的パターンに対応する周波数スペクトルのピークが存在するが、低周波帯域には被写体成分が多く含まれるため、被写体成分と周波数スペクトルのピークとを区別して検出することが難しい。しかしながら、本実施形態によれば、図８Ａのように低周波数帯域に周期的パターンに対応する周波数スペクトルが存在した場合でも、図７Ａのように低周波数帯域に含まれる被写体成分が除去した被写体成分除去信号により周期的パターンの検出処理を行うため、周期的パターンの周波数スペクトルのピーク検出が容易である。また、図８Ｂのように高周波帯域に周波数スペクトルが存在する場合においても、図７Ｂに示すように、低周波数帯域に含まれる被写体成分を除去した被写体成分除去信号を用いて周期的パターンの検出処理を行う方がより容易に周波数スペクトルのピークを検出できる。
上記実施形態において、被写体成分除去手段４１は、水平方向または垂直方向など所定の１方向にのみ低周波数成分を除去するものであってもよい。また、低周波数成分を除去するものであれば、高域通過フィルタおよび帯域通過フィルタのいずれを用いてもよい。また、除去する低周波数成分は、被写体成分を多く含む低周波成分を含むものであれば任意の範囲に設定してよい。
なお、上記実施形態における抑制手段４３は、画像信号Ｓｄから周期的パターンに対応する周波数成分を抑制した処理済信号Ｓｐが得られるものであれば、いかなる抑制処理を行ってもよい。図５Ｂは、第１実施形態による抑制処理の変形例を説明する図である。例えば、図５Ｂに示すように、検出された周期的パターンに対応する周波数成分を含む帯域を通過させる帯域通過フィルタＢＰＦを生成し、帯域通過フィルタＢＰＦにより抽出された画像信号Ｓｅを画像信号Ｓｄから減算してもよい。
以下、第２の実施形態について説明する。第２の実施形態は、被写体成分除去手段４１が画像信号から第１の方向または第２の方向の少なくとも一方について検出された周期的パターンに対応する周波数成分を含む空間周波数成分を抽出する帯域通過フィルタを被写体成分除去フィルタとして用いる。図９は、第２の実施形態における被写体成分除去フィルタのフィルタ特性を示す図であり、図１０は、第２の実施形態による画像処理装置４０の処理の流れを説明する図である。以下、図８Ａ乃至図１０を用いて第１の実施形態と異なる部分を中心に説明し、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略する。
第２の実施形態において、周期的パターン検出手段４２は、まず、水平方向および垂直方向について周波数解析を行い画像信号Ｓｄから周期的パターンに対応する空間周波数の候補である水平方向および垂直方向の周波数スペクトルのピークを検出する。
具体的には、周期的パターン検出手段４２は、図８Ａ、図８Ｂに示すように、垂直方向および水平方向について周波数スペクトルを算出し、水平方向および垂直方向の周波数スペクトルのピークを、近傍の周波数における周波数スペクトルに対して最も差の大きい周波数スペクトルとして検出する。ここでは、図８Ｂに示すように水平方向にはピーク周波数ｐｘｍにおいてピークが検出され、図８Ａに示すように垂直方向にはピーク周波数ｐｙｍにおいてピークが検出されたものとする。
第２の実施形態において、被写体成分除去手段４１は、画像信号Ｓｄから第１の方向（水平方向）および第２の方向（垂直方向）のうち、より顕著な周期的パターンに対応する周波数成分の周波数スペクトルのピークを有する一方について、該方向について検出された前記周期的パターンに対応する周波数成分より低い空間周波数成分を除去する被写体成分除去フィルタを用いる。
具体的には、被写体成分除去手段４１は、水平方向についてのピーク周波数ｐｘｍと垂直方向についてのピーク周波数ｐｙｍのうち、周辺の周波数における周波数スペクトルに対しての差分値の大きいピーク周波数ｐｘｍを周期的パターンに対応する周波数成分である蓋然性が高いと判断する。そして、水平方向についてのピーク周波数ｐｘｍに基づいて、除去すべき低周波成分を決定する。
図９に示すように、被写体成分除去手段４１は、ピーク周波数ｐｘｍを含むｆｘ１≦ｆ≦ｆｘ２の通過帯域を有する帯域通過フィルタを生成し、該帯域通過フィルタにより画像信号Ｓｄのフィルタリング処理を行って被写体成分除去済信号Ｓｈを取得する。なお、通過帯域特性におけるｆｘ１，ｆｘ２は、ｐｘｍを含むものであれば任意に設定してよいが、ここでは、ｐｘｍに所定値ｆｃ１を加減算して、ｆｘ１＝ｐｘｍ―ｆｃ１、ｆｘ２＝ｐｘｍ＋ｆｃ１として算出する。
次いで、第２の実施形態による周期的パターン検出手段４２は、被写体除去信号から第１の方向および第２の方向のうち少なくとも他方（より顕著な周期的パターンに対応する周波数成分の周波数スペクトルのピークを有する方向と異なる方向）について、周期的パターンに対応する周波数成分を検出する。ここでは、周期的パターン検出手段４２は、被写体成分除去済信号Ｓｈから垂直方向について、周波数解析を行い、得られた周波数スペクトルに基づいて、垂直方向の周期パターンに対応する周波数成分ｐｙｍを検出する。
そして第１の実施形態同様に抑制手段４３は、検出された周期的パターンに対応する周波数成分ｐｘｍ、ｐｙｍを含むように通過帯域特性を周知の方法により決定し、決定した通過帯域特性に基づいて水平方向および垂直方向に帯域除去フィルタＢＳＰを生成し、画像信号Ｓｄから帯域除去フィルタＢＳＰによる１次元フィルタリング処理を施して周期的パターンを抑制した処理済信号Ｓｐを抽出する。そして、この処理済信号Ｓｐに対応する画像がモニタ等の表示手段（不図示）に表示され、又はプリンタ等の出力手段（不図示）に出力される。
第２の実施形態によれば、被写体成分除去手段４１が画像信号から第１の方向または第２の方向の少なくとも一方について検出された周期的パターンに対応する周波数成分を含む空間周波数成分を抽出する帯域通過フィルタを被写体成分除去フィルタとして用いる。このため、検出した周期的パターンに対応する周波数成分に基づいて被写体成分除去処理を行うことにより、被写体成分を除去するためにより好適な除去範囲を設定でき、より適切に被写体成分を除去できる。このため、精度よく周期的パターンに対応する周波数成分を行えるとともに周期的パターンに対応する周波数成分の誤検出を抑制することができる。また、第２の実施形態によれば、被写体成分除去処理を帯域除去フィルタにより行うため、被写体成分をより好適に除去できる効果が著しい。
また、第２の実施形態によれば、被写体成分除去手段４１は、画像信号Ｓｄから第１の方向（水平方向）および第２の方向（垂直方向）のうち、より顕著な周期的パターンに対応する周波数成分の周波数スペクトルのピークを有する一方について、該方向について検出された前記周期的パターンに対応する周波数成分より低い空間周波数成分を除去する被写体成分除去フィルタを用いている。このため、周期的パターンに対応する周波数成分であることをより明確に判断できる方向についての周波数成分に基づいて、周期的パターンに対応する周波数成分であるかが明確に判断しにくい方向についての周期的パターンに対応する周波数成分検出処理を行うため、精度よく周期的パターンに対応する周波数成分を行うことができる。このことにより、好適に周期的パターンに対応する周波数成分の誤検出を抑制することができる。
第２の実施形態において、周期的パターン検出手段４２は、被写体成分除去済信号Ｓｈから垂直方向について、周波数解析を行い、得られた周波数スペクトルに基づいて、垂直方向の周期パターンに対応する周波数成分ｐｙｍを検出するだけでなく、水平方向にも再度周波数成分ｐｘｍを検出してもよい。この場合には、水平方向についても周波数スペクトルに対応する周波数成分の検出精度をさらに高めることができる。
第２の実施形態は、垂直方向または水平方向の一方にしか周波数スペクトルのピークが検出されなかった場合にも、まずピークが検出された方向について検出されたピークに基づく被写体成分除去処理を行い、その後ピークが検出されなかった方向について被写体成分除去済信号から周期的パターン検出処理を行うことにより好適に適用できる。垂直方向または水平方向の一方にしか周波数スペクトルのピークが検出されなかった場合、周期的パターンが一方向にのみ存在するとユーザまたは画像処理装置が誤認識し、周期的パターンに傾きがないとみなして、周期的パターンが存在しないと認識した方向について誤った周期的パターンの抑制処理を施してしまうなど、適切な周期的パターンの抑制処理が施されず、周期的パターンが残留してしまう恐れがあった。しかし、第２の実施形態を周波数スペクトルのピークが検出されなかった方向に適用することにより、周期的パターンの傾きを精度よく検出でき、周期的パターンに対応する周波数成分が検出されなかった方向についても、周期的パターンの抑制処理が適切に施せる。
また、第２の実施形態において、周期的パターン検出手段４２は、垂直方向または水平方向の一方にのみ、被写体成分抽出処理を行うものであってもよい。また、第２の実施形態による被写体成分除去処理を高域通過フィルタにより行ってもよい。
第２の実施形態において、周期的パターン検出手段４２は、検出されたピーク周波数ｐｘｍおよびｐｙｍの両方に基づいて各方向について被写体成分除去特性を決定してもよい。例えば、水平方向について検出されたピーク周波数ｐｘｍを含む帯域を通過する帯域通過フィルタ（または高域通過フィルタ）を生成し、垂直方向について検出されたピーク周波数ｐｙｍを含む帯域を通過する帯域通過フィルタ（または高域通過フィルタ）を生成し、生成された各フィルタによりフィルタリング処理を行うことが考えられる。両方向に被写体成分をより除去するためにより好適な除去範囲を設定でき、より適切に被写体成分を除去できる。このため、より精度よく周期的パターンに対応する周波数成分を行えるとともに周期的パターンに対応する周波数成分の誤検出を抑制することができる。
また、第２の実施形態においても抑制手段４３は、画像信号Ｓｄから周期的パターンに対応する周波数成分を抑制した処理済信号Ｓｐが得られるものであれば、いかなる抑制処理を行ってもよく、例えば、検出された周期的パターンに対応する周波数成分を含む帯域を通過させる帯域通過フィルタＢＰＦ（または高域通過フィルタＨＰＦ）を生成し、帯域通過フィルタＢＰＦ（または高域通過フィルタＨＰＦ）により抽出された画像信号Ｓｅを画像信号Ｓｄから減算してもよい。
また、第３の実施形態として、第１および第２の方向の両方向について周期的パターンに対応する周波数成分が検出された場合に警告する不図示の警告手段を備えてもよい。かかる警告は、ユーザに識別可能に警告するものであればいかなる方法でもよく、例えば、音声によるものでも視覚的によるものでもよい。一例として、表示画面上に警告表示を行うことが考えられる。かかる場合には、周期的パターンが傾斜を有するものであることをユーザに通知できるため、周期的パターンが一方向にのみ存在するとユーザまたは画像処理装置が誤認識し、周期的パターンに傾きがないとみなして周期的パターンが存在しないと認識した方向について誤った周期的パターンの抑制処理を施してしまうなど、適切な周期的パターンの抑制処理が施されない可能性を低減でき、周期的パターンを好適に抑制することができる。
また、本実施形態において、絶縁基板上に夫々が画素に対応する複数個の光電変換素子を２次元状に形成した放射線画像読取装置であって、この放射線画像読取装置上に形成された画像情報を担持する放射線が照射されると照射された放射線を可視光に変換する蛍光体層（シンチレータ）を積層して成る放射線固体検出器（以下、「光変換方式」の放射線固体検出器という）を用いた放射線画像読取装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず種々のタイプの放射線固体検出器を用いた放射線画像読取装置に適用可能である。例えば、絶縁基板上に夫々が画素に対応する複数個の電荷収集電極を２次元状に形成した放射線画像読取装置であって、この２次元画像読取装置上に形成された、画像情報を担持する放射線が照射されると前記画像情報を担持する電荷を発生する放射線導電体とを積層して成る放射線固体検出器（以下、「直接変換方式」の放射線固体検出器という）を用いた放射線画像撮影装置に適用してもよい。
また、光変換方式の放射線固体検出器としては、例えば特開昭59-211263 号、特開平2-164067号、ＰＣＴ国際公開番号ＷＯ92/06501号、Signal,noise,and read out considerations in the development of amorphous silicon photodiode arrays for radiotherapy and diagnostic x-ray imaging，L.E.Antonuk et.al ，University of Michigan，R.A.Street Xerox，PARC，SPIE Vol.1443 Medical Imaging V;Image Physics(1991) ，p.108-119 等に記載された放射線固体検出器が適用できる。
一方、直接変換方式の放射線固体検出器としては、例えば、(i) 放射線の透過方向の厚さが通常のものより10倍程度厚く設定された放射線固体検出器（MATERIAL PARAMETERS IN THICK HYDROGENATED AMORPHOUS SILICON RADIATION DETECTORS,Lawrence Berkeley Laboratory.University of California,Berkeley.CA 94720 XeroxParc.Palo Alto.CA 94304)、あるいは(ii)放射線の透過方向に、金属板を介して２つ以上積層された放射線固体検出器(Metal/Amorphous Silicon Multilayer Radiation Detectors,IEE TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE.VOL.36.NO.2.APRIL 1989) 、あるいは(iii) ＣｄＴｅ等を使用した放射線固体検出器（特開平1-216290号）等に記載された放射線固体検出器が適用できる。
上記の各実施形態はあくまでも例示であり、上記のすべての説明が本発明の技術的範囲を限定的に解釈するために利用されるべきものではない。この他、上記の実施形態におけるシステム構成、ハードウェア構成、処理フロー、モジュール構成や具体的処理内容等に対して、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な改変を行ったものも、本発明の技術的範囲に含まれる。
１ 放射線源
２ 放射線
３ 被写体
４ グリッド
５ 被写体像
６ グリッド線
１０ 読取部
２９ 記憶部
３０ 画像信号処理部
４０ 画像処理装置
４１ 被写体成分除去手段
４２ 周期的パターン検出手段
４３ 抑制手段
４４ 減算器
２ 放射線
３ 被写体
４ グリッド
５ 被写体像
６ グリッド線
１０ 読取部
２９ 記憶部
３０ 画像信号処理部
４０ 画像処理装置
４１ 被写体成分除去手段
４２ 周期的パターン検出手段
４３ 抑制手段
４４ 減算器
Claims (5)
- 画像に含まれる周期的パターンの傾きを、複数の方向について検出された周期的パターンに対応する周波数成分により特定する画像処理装置であって、
前記画像を表す画像信号から、第１の方向および前記第１の方向とは異なる第２の方向における前記周期的パターンに対応する空間周波数の候補である周波数スペクトルのピークのうち、より顕著な前記周波数スペクトルのピークを有する方向についてのみ、前記画像の被写体成分を粗除去するために前記被写体成分を含む低周波数成分を除去する被写体成分除去フィルタを用いて１次元フィルタリング処理を行うことにより被写体成分除去済信号を取得する被写体成分除去手段と、
前記被写体成分除去済信号から前記第１および前記第２の両方向について前記周期的パターンに対応する周波数成分の検出を行う周期的パターン検出手段とを備え、
前記被写体成分除去フィルタは、前記周波数スペクトルのピークに対応する周波数成分を含む帯域を通過する帯域通過フィルタまたは前記周波数スペクトルのピークに対応する周波数成分を含む帯域を通過する高域通過フィルタであることを特徴とする画像処理装置。 - 前記第１および前記第２の両方向について検出された前記周期的パターンに対応する周波数成分を抑制する１次元のフィルタリング処理を、前記第１および前記第２の両方向について前記画像に対して施すことにより、前記画像の周期的パターンに対応する周波数成分を抑制する抑制手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
- 前記第１および前記第２の方向の両方向について周期的パターンに対応する周波数成分が検出された場合に警告する警告手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
- 画像に、含まれる周期的パターンの傾きを、複数の方向について検出された周期的パターンに対応する周波数成分により特定する画像処理方法であって、
前記画像を表す画像信号から、第１の方向および前記第１の方向とは異なる第２の方向における前記周期的パターンに対応する空間周波数の候補である周波数スペクトルのピークのうち、より顕著な前記周波数スペクトルのピークを有する方向についてのみ、前記画像の被写体成分を粗除去するために前記被写体成分を含む低周波成分を除去する被写体成分除去フィルタを用いて１次元フィルタリング処理を行うことにより被写体成分除去済信号を取得し、
前記被写体成分除去済信号から前記第１および前記第２の両方向について前記周期的パターンに対応する周波数成分の検出を行うことを特徴とする画像処理方法であって、
前記被写体成分除去フィルタは、前記周波数スペクトルのピークに対応する周波数成分を含む帯域を通過する帯域通過フィルタまたは前記周波数スペクトルのピークに対応する周波数成分を含む帯域を通過する高域通過フィルタであることを特徴とする画像処理方法。 - 画像に含まれる周期的パターンの傾きを、複数の方向について検出された周期的パターンに対応する周波数成分により特定する画像処理プログラムであって、
コンピュータを、
前記画像を表す画像信号から、第１の方向および前記第１の方向とは異なる第２の方向における前記周期的パターンに対応する空間周波数の候補である周波数スペクトルのピークのうち、より顕著な前記周波数スペクトルのピークを有する方向についてのみ、前記画像の被写体成分を粗除去するために前記被写体成分を含む低周波成分を除去する被写体成分除去フィルタを用いて１次元フィルタリング処理を行うことにより被写体成分除去済信号を取得する被写体成分除去手段と、
前記被写体成分除去済信号から前記第１および前記第２の両方向について前記周期的パターンに対応する周波数成分の検出を行う周期的パターン検出手段として機能させることを特徴とする画像処理プログラムであって、
前記被写体成分除去フィルタは、前記周波数スペクトルのピークに対応する周波数成分を含む帯域を通過する帯域通過フィルタまたは前記周波数スペクトルのピークに対応する周波数成分を含む帯域を通過する高域通過フィルタであることを特徴とする画像処理プログラム。
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